Teleskop na dně moře

2400 metrů pod hladinou Středozemního moře vzniká kosmická past na neutrina. Tyto těžko polapitelné částice putují volně vesmírem a procházejí jakoukoli hmotou. Jen zřídka při tom narazí na jádro atomu a vyvolají vznik měřitelné částice – mionu. Sledováním takových kolizí získávají astronomové nové poznatky o supernovách nebo černých dírách.

Ke sledování vesmíru slouží obvykle dalekohledy namířené do okolního prostoru a umístěné vysoko v horách nebo ještě lépe na oběžné dráze. Nedaleko francouzského pobřeží však vzniká jeden z největších teleskopů na dně hlubokého moře, v místech, kam nepronikají sluneční paprsky a ani ten nejslabší svit hvězd. Celé zařízení je navíc obráceno paradoxně do nitra země a sleduje neutrina přicházející sem po dopadu na jižní polokouli. Zemská hmota totiž pro tyto částice nepředstavuje větší překážku než obláček vodní páry.

Při uvolňování energie vzniká ve vesmíru vždy také velké množství neutrin. Významnou událostí v tomto ohledu byl výbuch supernovy ve Velkém Magellanově mraku v roce 1987. Byl tak mohutný, že ho bylo možné pozorovat na vzdálenost 160 000 světelných let pouhým okem. Podle odhadů se při něm uvolnilo 1058 neutrin, na Zemi však bylo zaznamenáno pouhých dvacet čtyři částic.

Detektory

Detektory neutrin jsou obvykle rozměrná zařízení umístěná hluboko pod zemským povrchem. Protože průchod neutrin nelze sledovat přímo, zaměřují se vědci na vedlejší jevy, které doprovázejí náhodné srážky neutrina s jinými částicemi. Radiochemické detektory využívají přeměnu neutrálních atomů na radioaktivní, například přechod izotopu chloru 37Cl na radioaktivní izotop argonu 37Ar nebo izotopu galia 71Ga na radioaktivní izotop germania 71Ge. K zjištění neutrin lze výhodně využít Čerenkovova efektu, kdy prolétávající neutrino vyvolá po srážce vznik dalších částic (mionů, tauonů). Doprovodným jevem je světelný záblesk zachycený fotonásobičem. Ze zjištěných údajů lze vysledovat mimo jiné i dráhu přicházejících neutrin. Médiem, v němž tyto jevy probíhají, může být obyčejná voda. Na tomto principu je založen i zmíněný podmořský teleskop ve Středozemním moři.

V rámci projektu ANTARES se tu vědci soustředí na pozorování mionových neutrin s vysokou energií. Očekávají, že během několikaleté činnosti budou moci zmapovat tok neutrin, která dopadají na jižní polokouli naší planety a prochází jí směrem na sever.

Detektor sestává z dvanácti kabelů ukotvených v mořském dně a udržovaných plováky ve vertikální poloze. Na každém z nich je upevněno 75 fotonásobičů, které registrují a zesilují slabé světelné záblesky. Světlo se ve vodě šíří rychlostí 225 000 kilometrů za sekundu, tedy pomaleji, než je absolutní rychlost světla ve vakuu (300 000 km/hod). Miony se tu však mohou pohybovat rychleji než světlo a v tom případě za sebou nechávají slabé namodralé záblesky. Dosavadními detektory se podařilo identifikovat dva zdroje neutrin – naše Slunce a výbuch supernovy v roce 1987. Od současného experimentu si vědci slibují zaměření dalších vesmírných zdrojů.

Údaje z detektoru ANTARES se budou doplňovat s pozorováními detektoru IceCube, který je největším zařízením svého druhu. Vzniká v ledovém příkrovu Antarktidy a jeho pohled je zaměřen opačným směrem – na neutrina přicházející k jižnímu pólu od severu, tedy po průletu hmotou celé planety. Fotonásobiče tu jsou umístěny v otvorech hlubokých dva a půl kilometru, k jejichž vyhloubení se využívá vtlačování vřelé vody. Celý systém bude dokončen v roce 2011.

Jedním z cílů současných pozorování jsou vesmírné záblesky gama záření. Jde o nejmohutnější hvězdné exploze ve vesmíru, asi stokrát větší než výbuch běžné supernovy. Proto se také občas označují jako hypernovy. 19. března 2008 bylo možné pouhým okem pozorovat záblesk gama, který se odehrál ve vzdálenosti 7,5 miliardy světelných let. Zdroje neutrin však můžeme očekávat i mnohem blíž, v naší galaxii, kde vznikají ve spojitosti se supernovami a takzvanými mikrokvasary.

 

Zdroj: 100+1   

 

Autor článku Teleskop na dně moře: převzatý článek 03.26.2010